【摘要】 生物合成基因是生物合成的基本组成部分，它主要通过编码各种酶，达到在生物合成途径中催化转化，产生某些化学物质的目的。

生物合成基因是生物合成的基本组成部分，它主要通过编码各种酶，达到在生物合成途径中催化转化，产生某些化学物质的目的。在细菌和真菌中，生物合成基因簇是产生天然产物的主要遗传物质，它其中含有编码与生物合成、抗性、调节和运输相关的蛋白质的遗传基因。

 

在前基因组时代，同位素标记和化学合成通常用于天然产物的生物合成。自基因组时代以来，基因和蛋白质功能的生物信息学预测、基因修饰和异源表达以及体外生化重组等基因组学指导等方法已成为主流。近年来，许多基因组技术，例如代谢组学、转录组学和比较基因组学，促进了生物合成途径的广泛使用。随着基因组数据在公共数据库中的快速积累和机器学习算法的快速发展，越来越多的天然产物生物合成基因将被研究透彻。

 

为了实现天然产物或其高级中间体的微生物合成，需要一个适合基因表达的微生物宿主。最常见的微生物宿主是大肠杆菌和酿酒酵母菌，因为它们易于生长，遗传上容易驯化，并与几种合成生物学工具兼容。大肠杆菌为基因工程提供了巨大的帮助，其中最为重要的是，它可以支持多基因转录单位，这使得紧密操纵细胞内协调的多基因异源表达成为可能。酿酒酵母菌因其具有结合复杂生物合成途径的能力而被生物界广泛利用。与细菌相比，酿酒酵母菌中发生了更复杂的翻译后修饰，这一特性支持来自复杂生物体的酶的功能表达。

 

虽然代谢工程是提高微生物细胞中某些代谢物产量的有效方法，但准确预测代谢工程实验的结果仍然是困难的。因此，微生物工程通常涉及几个“设计-构建-测试”周期。

 

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